大兴安岭地区粘细菌资源的多样性及其生物活性

【背景】粘细菌是一类具有社会性行为的高等原核生物,其代谢产物具有丰富、多样、新颖的生物活性,是筛选天然药物的良好资源,具有很大的研究开发应用价值。【目的】分析大兴安岭地区粘细菌资源的多样性;分离纯化可培养的粘细菌,分析其抗菌活性并从中筛选对马铃薯晚疫病菌具有拮抗作用的菌株。【方法】通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对从大兴安岭地区采集的15个土样中粘细菌资源的多样性进行分析,利用兔粪诱导、大肠杆菌划线诱导和滤纸诱导3种方法从土样中分离可培养的粘细菌,结合形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析确定这些菌株的分类地位,通过平板对峙法对其进行抗菌活性分析。【结果】DGGE的分析结果显示,15个土样中共鉴定到13个属的粘细菌,基本覆盖了大部分已知的粘细菌种属以及部分未分类的粘细菌,表现出了丰富的多样性。共分离得到88株菌,从中得到22株纯菌,经鉴定属于2个属(粘球菌属与珊瑚球菌属)8个种(黄色粘球菌、橙色粘球菌、变绿粘球菌、珊瑚粘球菌、具枝粘球菌、大孢珊瑚球菌、弱小珊瑚球菌和珊瑚状珊瑚球菌)。抗菌结果显示:22株纯菌均表现出可以对一种甚至多种指示菌产生抗性,其中19株抑制大肠杆菌的生长,14株抑制马铃薯晚疫病菌的生长,8株抑制金黄色葡萄球菌的生长,13株抑制酿酒酵母菌的生长,7株抑制枯草芽孢杆菌的生长。【结论】内蒙古大兴安岭地区蕴藏着丰富的粘细菌资源,粘球菌属及珊瑚球菌属可能为该地区粘细菌菌群中的优势菌。分离纯化出的粘细菌菌株均表现出抑制一种甚至多种指示菌生长的活性,其中64%的纯菌对马铃薯晚疫病菌产生抗性,具有进一步研究的潜在价值。     

整合子与细菌耐药性的相关研究进展

整合子是广泛存在于细菌中的一种可移动基因元件,它可以捕获外来基因盒并使其在细菌体内得到表达,在细菌耐药性的传播过程中扮演着重要角色。过去研究认为,细菌耐药是在质粒及转座子~([1])等基因水平上广泛传播,近几年大量研究表明,细菌可通过位点特异性重组的方式将耐药基因盒捕获并整合到自身的染色体或者质粒DNA上,即细菌体内存在一种天然的基因克隆表达系统——整合子。细菌耐药的高频次出现已成为临床医疗工作中的瓶颈,整合子不仅在细菌耐药中起关键作用,而且在细菌适应性及基因进化中具有普遍又重要的意义。     

药用植物根系土壤可培养粘细菌的分离鉴定

[目的]对药用植物根系土壤可培养粘细菌进行分离与鉴定,探讨药用植物根系土壤粘细菌资源多样性.[方法]采集华南植物园和南岭国家森林公园22种药用植物根系土,利用辅助菌诱导分离技术分离样品中可培养粘细菌;通过菌株显微形态和菌落形态观察,结合16S rDNA基因序列分析,确定分离粘细菌菌株的系统发育地位.[结果]分离获得50株粘细菌,分属于3个科,7个属,其中粘球菌属(Myxococcus)18株,珊瑚球菌属(Corallococcus)11株,孢囊杆菌属(Cystobacter)7株,原囊菌属(Archangium)8株,标桩菌属(Stigmatella)1株,软骨霉状菌属(Chondromyces)4株,匣状球菌属(Pyxidicoccus)1株.粘球菌属和珊瑚球菌属分布最为广泛.[结论]研究发现药用植物根系土壤可培养粘细菌与土壤pH和有机碳含量等环境因子有一定的相关性.粘细菌更适宜在有机质丰富、pH近中性的环境中生长;粘球菌属和珊瑚球菌属的菌株对pH适应性较强,而粘球菌属和孢囊杆菌属的菌株对土壤有机碳含量依赖性不强,在贫瘠土壤中仍有分布.本研究对后续粘细菌资源的开发和利用提供良好的实验材料和理论基础.     

DNA只有一条链能被转录吗

1981年,Tomizawa(美)首先发现在细菌Escherichiacoli体内的有义DNA(即以前认为不具有转录能力的DNA链)可转录形成一种不翻译表达的反义RNA对质粒(细菌体内一种小的DNA双链环)的复制进行调控。因为质粒的复制需要以一种特殊的RNA作为引物(详细的机理可参阅《生物学通报》1990,4《关于DNA复制的引物和DNA聚合酶》一文)而根据碱基互补原则,对应的反应RNA显然可以与它互补结合,从而使它丧失作为引物的能力。这样,细菌就可以通过对反义RNA转录数量的控制,达到调控质粒复制的目的。在随后短短的几年中,研究人员不断在病毒和细菌     

Ti质粒基因在单子叶植物中的表达

<正> 根癌农杆菌感染双子叶植物时,能侵入双子叶植物的细胞壁,并通过一种未知机制将其Ti质粒DNA导入植物细胞内。导入的Ti质粒DNA(T-DNA)能整合到植物细胞的核基因组中,并被转录。通过遗传操作插入Ti质粒T区的任何DNA片段似乎都能随根癌农杆菌一起转移到植物细胞内。因此,根癌农杆菌作为载体,已广泛用于高等植物外源遗传物质的导入研究。它最终有可能给作物的基因组加入一些有益的遗传成分。遗憾的是,把Ti质粒用作转     

大肠杆菌中整合的F′质粒带动细菌染色体复制需要recA基因

大肠杆菌的dnaA46突变能被F′质粒整合抑制。整合抑制的菌林(Sin菌株)在通过转导引入了recA56突变后又变得不能在40℃中生长。标记转移、吖啶橙敏感性,F′质粒消除和mini-染色体质粒转化等实验说明,Sin菌株中F′质粒始终处于整合状态,并且在40℃中细菌染色体的复制由整合状态的F′质粒所带动。比较了Sin recA~ 和Sin recA~-菌株在不同温度中的DNA、蛋白质的生物合成情况。实验结果说明recA基因在DNA复制过程中起作用。前人的工作证明了recA基因在DNA重组和DHA损伤应急修复(SOS)过程中是一个关键的基因。本文的工作为recA基因的功能提供了新的认识。     

粪肠球菌聚集物质的研究进展

肠球菌是近年来医院感染的重要病原菌之一,粪肠球菌和部分屎肠球菌分泌产生的聚集物质(AS)是肠球菌重要的毒力因子。聚集物质是性信息素反应质粒在性信息素反应中表达的表面连接蛋白,介导细菌间质粒的接合转移、细菌聚集黏附及细菌与真核细胞的黏附,在肠球菌毒力和抗生素耐药传递中发挥着重要作用。本文就聚集物质的致病性、生成与调控作一综述。     

放线菌15个属中线型染色体和线型质粒的检测

在属于放线菌目 (Actinomycetales)链霉菌属 (Streptomyces)下的不同种中发现了约 5 0 0 0种抗生素和生理活性物质 ,其作用包括抗细菌、抗真菌、除草、杀虫、抗肿瘤和免疫抑制剂等[1 ] 。在属于放线菌目的红球菌属 (Rhodococcus)和诺卡氏菌属 (Nocardia)中有许多种可以降解多种工业有毒化合物 ,如苯酚、多卤联苯、脂环烃和硝基芳族等[2 ] 。一般细菌的染色体和质粒DNA为环型结构。近年来 ,人们利用脉冲电泳技术发现在链霉菌等少数细菌中存在线型结构的染色体和质粒[3] ,有的巨大线型质粒上还带有完整的抗生素生物合成基因簇[4 ]或降解多…     

粘球菌基因功能和表达情况分析质粒pZCY11的构建及其应用

【目的】旨在构建一个用于粘球菌基因插入失活、同时可通过报告基因分析插入位点基因表达情况的质粒载体,并应用该质粒对黄色粘球菌MXAN1334基因功能和表达情况进行分析。【方法】通过PCR、酶切和连接等方法构建质粒载体pZCY11。从黄色粘球菌DK1622基因组上PCR扩增MXAN1334基因内部部分片段,插入载体pZCY11上lacZ基因的上游,构建重组质粒pZCY13,将其转入DK1622菌株,获得MXAN1334基因插入失活突变株ZC16-18。【结果】基因功能和表达情况分析质粒载体pZCY11含有抗性标记基因aph、自杀性质粒复制子OriR6K和无启动子的报告基因lacZ。突变株ZC16-18在CTT软硬琼脂平板上菌落扩展结果显示,MXAN1334基因插入失活会造成黄色粘球菌S运动能力缺陷。通过X-gal检测突变株ZC16-18中β-半乳糖苷酶酶活,实验结果显示,含有X-gal的平板上培养的ZC16-18菌落呈现蓝色,表明MXAN1334基因能够表达;颜色呈现的时间分析结果显示,MXAN1334基因表达时间较早。【结论】构建的质粒载体pZCY11不仅能够对目的基因进行功能的分析,而且能够同时通过报告基因分析基因的表达情况,可简化粘球菌中基因功能及表达情况的研究。     

草生欧文氏菌(E.herbicola)CSH1065质粒的重组标记及Fib基因的遗传转移

利用DNA分子克隆技术及遗传重组方法,在E.herbicola CSH1065质粒上插入了Km_R及Mob基因,利用细菌间的接合转移,使E.herbicola CSH1065质粒转移到E.coli HB101中,从而获得了E.herbicola CSH1065的Fib(fungi inhibition)基因在E.coli HB101中的表达,进一步证明E.herbicola CSH1065 Fib基因功能只涉及其细胞内的大质粒,与其染色体基因组无关,其黄色色素基因与Fib功能无关。这些结果还为DNA分子杂交方法所证实。     

动态

BioTechnica International Inc.(马萨诸塞州坎布里奇)宣称,已发现一种广泛分布的细菌质粒可用于将遗传物质转入植物中。这个发现意味着许多革兰氏阴性菌可替代根癌土壤杆菌作为向植物细胞插入基因的载体。该质粒称为 RSF1010,广泛地自然存在于革兰氏阴性菌中,包括根癌土壤杆菌。它可在上述细菌中自由转移。BioTechnica 研究人员现已发现它还能介导其它质粒向植物细胞转移。     

细菌和放线菌质粒DNA的分离

到目前为止,所发现的细菌和放线菌的质粒DNA都是共价闭合超盘旋的环状结构。它的碱基组成与染色体DNA不同,分子量较染色体DNA小得多,有的质粒可以通过接合作用有效地转移到受体细胞中去。常利用质粒的这些特性来分离它们。现将几种分离质粒的方法介绍如下。     

土壤样品中粘细菌的分离鉴定及其生物活性检测

【目的】从土壤样品中分离粘细菌,对其进行纯化、归类与鉴定,以丰富粘细菌菌种资源;对纯化得到的粘细菌进行抑菌、杀虫及抗肿瘤生物活性的分析,为粘细菌次级代谢产物的开发奠定基础。【方法】采用灭活大肠杆菌和滤纸片诱导子实体法从土样中分离粘细菌,结合形态观察、生理生化特征和16S r DNA基因序列同源性分析,对分离到的各菌株进行鉴定并归类。通过平板扩散法、昆虫口服毒性测试、肿瘤细胞毒性实验等方法,检测粘细菌代谢产物生物活性。【结果】共分离得到35株粘细菌,初步分类为:粘球菌属(Myxococcus)9株;珊瑚球菌属(Corallococcus)9株;侏囊菌属(Nannocystis)11株;堆囊菌属(Sorangium)6株。从其中纯化得到8株粘细菌,对其进行了鉴定并命名。发现了具有高效且广谱的肿瘤细胞毒性效应菌株S22,S51和S55也具同样的细胞毒性;另外,还发现具有肿瘤细胞毒性的菌株S20和S22对枯草芽胞杆菌和白色念珠菌也具有较好的抑菌活性。【结论】土壤中存在丰富的粘细菌资源,发现了具有肿瘤细胞毒性的弱小珊瑚球菌与具有抑菌和强抗肿瘤活性的大孢珊瑚球菌,粘细菌是活性天然产物与新药开发的重要资源。     

胁迫诱导抗性基因转移导致细菌耐药的分子机制研究进展

抗性基因转移是细菌形成耐药性的重要原因.近年来的研究表明胁迫因子可通过多种机制诱导抗性基因转移.DNA损伤可导致细菌产生SOS应激反应,进而诱导接合DNA介导的抗性基因转移.在一些缺乏SOS系统的细菌中,抗生素胁迫可诱导细菌建立自然转化感受态.此外,作者最近的研究表明普通胁迫应答因子RpoS调控一种由双链质粒DNA介导的固体基质表面的抗性基因转移方式.本文在总结SOS依赖和非依赖型胁迫因子诱导细菌接合和转化介导的DNA转移以及RpoS调控固体基质表面双链质粒DNA转移的基础上,提出今后需重点研究胁迫因子如何激活关键调控蛋白以及这些调控蛋白如何影响DNA转移相关基因表达等关键问题.解决上述问题将为寻找合适的分子靶标用于防控抗性基因转移导致的细菌耐药奠定基础.     

线形质粒

质粒是染色体外的遗传因子,是一种双链环状的DNA分子,质粒本身含有复制的遗传结构,能在细胞质中独立自主地进行自我复制。它是一个复制子。一些质粒也能整合到细菌染色体中随染色体的复制而复制。质粒一般都带有某些抗性基因。     

质粒R144drd3对于大肠杆菌DNA复制发动突变型dnaP18的非整合抑制

通过接合转移,把F1、F11、P、W、X、Ⅰ型的14种质粒分别引入大肠杆菌复制发动突变型dnaP 18,发现只有Ⅰ型质粒R144对于dnaP18具有抑制作用,消阻遏质粒R144 drd3的抑制能力高于质粒R144约一万倍而达到完全的抑制。以下事实说明R144 drd3并不通过整合到dnaP18细菌的染色体上而带来对于dnaP18的抑制:(1)dnaP18(R144drd3)细菌的染色体标记的转移频率在10~(-7)以下,而其质粒标记Km~R的转移频率约10~(-1);(2)这些菌株的DNA抽提物的电泳图谱和电子显微镜照相都说明质粒DNA的存在。 用带有质粒R144 drd3的E.coli作为供体,用E.coli dnaP18菌株作为受体,通过噬菌体P1转导得到的两种Km~R转导子中一种能在42℃形成菌落,而另一种则不能;将转座子Tn10转座到R144drd3上以后,同样使受体成为能在42℃形成菌落或不能形成菌落两类。这些结果表明,质粒R144drd3上存在着与dnaP18抑制有关的特定区域或基因。     

一种新的广谱寄主的DNA克隆技术—PRK290与PRK2013双载体系统介绍

近年来,一种用于DNA克隆的双载体系统发展十分迅速。这种系统有许多优点,特别是它广谱寄主的特性,是我们过去常用的一些载体系统所不具有的。在实际应用中,它已显示出作为一种有效的多用途的DNA克隆载体的潜力。这就是以PRK290质粒为克隆载体、以PRK2013质粒为帮助质粒(helper Plasmid)可转移进各种革兰氏阴性菌的双载系统。     

黄色粘球菌发育阶段外膜蛋白表达的变化

【目的】黄色粘球菌是研究原核发育的一种模式生物,对其膜蛋白的研究仍然十分缺乏。【方法】利用6种预测软件,在黄色粘球菌的基因组中筛选编码外膜蛋白(OMP)的基因。根据报告基因lacZ,检测这些基因在营养性生长和发育阶段的表达。【结果】基于生物信息学分析,筛选出11个编码外膜蛋白的基因。其中2个基因(MXAN3106和MXAN3883)在发育阶段表达量上升,它们分别编码Secretin家族和Fimbrial usher protein (FUP)家族转运蛋白。其余9个基因在发育起始阶段表达量降低或保持较低水平,它们均编码TonB依赖型受体或外排蛋白。【结论】这些数据提示,黄色粘球菌由生长到发育的转换过程,伴随着膜蛋白表达的显著变化。     

粘细菌基因组学研究进展

粘细菌(Myxobacteria)隶属于δ变形菌纲(Deltaproteobacteria)的粘球菌目(Myxococcales),是一类革兰氏阴性杆状细菌。它是继放线菌和真菌之后又一重要的活性次级代谢产物产生菌,尽管如此,由于分离纯化困难,粘细菌的研究进展一直较为缓慢。随着测序技术的进步和生物信息学的应用,大量粘细菌基因组被完成测序和报道。本文对粘细菌研究意义及该类资源开发价值、分离培养存在的困难进行了阐述,对粘细菌基因组注释及目前已测菌株的全基因组进行了归纳总结,同时介绍了基因组学在粘细菌生态、捕食机制、子实体形成以及次级代谢产物合成方面的研究进展。本文有助于了解基因组学在粘细菌研究中的重要价值,为联合应用多组学技术深入研究粘细菌代谢机制和社会性行为提供了参考,对粘细菌基础研究、资源发掘和开发利用具有重要意义。     

整合子-基因盒系统与细菌耐药机制的研究进展

大量研究表明整合子-基因盒系统是微生物耐药的主要机制,由其介导的耐药基因水平转移是细菌耐药机制产生的主要途径。已知的整合子被分为两大类：传统的整合子和超级整合子。前者存在于转座子、质粒和细菌染色体,其基因盒编码产物可使细菌耐受一种或多种抗菌药物及消毒剂;而后者则只存在于细菌的染色体上,它携带的基因盒更多,且其编码产物则更加复杂,目前只在特定菌株中发现超级整合子。本文就整合子的结构、分布、检测及它对细菌耐药性的影响等几个方面的研究进展进行讨论。